[發(fā)明專利]一種全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310610274.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103647298A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 饒宏;許樹(shù)楷;陳俊;黎小林;朱喆;羅雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種能解決逆變側(cè)換相失敗問(wèn)題的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)，屬于復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

整流站和逆變站均采用晶閘管換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)具有損壞小、造價(jià)相對(duì)較低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但晶閘管換流器逆變運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生換相失敗，對(duì)于多回直流集中饋入電網(wǎng)，交流系統(tǒng)故障可能引起多個(gè)換流站同時(shí)換相失敗，給電網(wǎng)造成巨大沖擊，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

在逆變站采用基于全控型電力電子器件的電壓源換流器可以解決換相失敗問(wèn)題，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，逆變站將直流側(cè)等效為電壓源，而采用晶閘管換流器的整流站將直流側(cè)等效為電流源，兩個(gè)站運(yùn)行在不同的模式，存在較難進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的問(wèn)題。

基于全控型電力電子器件構(gòu)成的電流源型換流器可以由直流電流源產(chǎn)生交流輸出電流波形，當(dāng)交流輸出為正弦波時(shí)，其幅值、頻率和相位可控，在交流側(cè)連接容性濾波器后便可產(chǎn)生近似正弦波的負(fù)載電壓，其已經(jīng)在交流調(diào)速等場(chǎng)合得到了應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種運(yùn)行方式靈活，可靠性高的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明特別適用于通過(guò)遠(yuǎn)距離架空線傳輸?shù)母邏褐绷鬏旊姡蔡貏e適用于對(duì)現(xiàn)有全晶閘管型高壓直流輸電進(jìn)行升級(jí)改造。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)，包括有一個(gè)整流站、一個(gè)逆變站和架空電力輸電線路，整流站采用晶閘管換流器，晶閘管換流器的正極和負(fù)極都至少包含一個(gè)十二脈沖晶閘管換流器；逆變站采用基于全控型電力電子器件的電流源型換流器，正極和負(fù)極均包含了兩個(gè)串聯(lián)的電流源型換流器；整流站和逆變站正負(fù)極連接點(diǎn)根據(jù)直流輸電系統(tǒng)處于雙極、單級(jí)大地回線或單級(jí)金屬回線運(yùn)行方式與接地極或者站內(nèi)地網(wǎng)連接，整流站與逆變站之間通過(guò)架空電力輸電線路相連。

上述整流站的每極包含Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty、Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td1、十二脈動(dòng)晶閘管換流器R、平波電抗器SRr、直流濾波器DCF、交流濾波器ACF；Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty的Y側(cè)、Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td1的△側(cè)與十二脈動(dòng)晶閘管換流器R的上下六脈動(dòng)橋分別連接，Y0/Y聯(lián)結(jié)變壓器Ty的Y0側(cè)、Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td1的Y0側(cè)與送端電網(wǎng)交流母線連接；十二脈動(dòng)晶閘管換流器R與平波電抗器SRr串聯(lián)后與直流濾波器DCF并聯(lián)；交流濾波器ACF接在送端電網(wǎng)交流母線上。

上述逆變站的每極包含兩臺(tái)Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td2、兩個(gè)基于全控型電力電子期間的電流源型換流器CSC、兩個(gè)容性濾波裝置、平波電抗器SRi；Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td2的△側(cè)與電流源型換流器CSC連接，Y0側(cè)與受端電網(wǎng)交流母線連接；兩個(gè)電流源型換流器CSC串聯(lián)后與平波電抗器SRi串聯(lián)；容性濾波裝置接在電流源型換流器CSC和Y0/△聯(lián)結(jié)變壓器Td2的連接線上。整流站和逆變站同極平波電抗器間通過(guò)架空線路OHL連接。

上述每個(gè)電流源型換流器CSC為三相六橋臂結(jié)構(gòu)，每個(gè)橋臂由若干個(gè)子模塊串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)子模塊由一個(gè)電力二極管D和一個(gè)IGBT器件S串聯(lián)構(gòu)成，電力二極管D的負(fù)極與IGBT器件S的正極連接，容性濾波裝置并聯(lián)在電流源型換流器CSC的交流出線上。

上述容性濾波裝置由三個(gè)電力電容器構(gòu)成，三個(gè)電力電容器的一端分別連接在交流出線的a、b、c三相上，另一端相互連接。

本發(fā)明考慮了晶閘管換流器逆變運(yùn)行容易產(chǎn)生換相失敗、電流源和電壓源混合直流較難進(jìn)行協(xié)調(diào)控制等問(wèn)題，提供一種既解決逆變站換相失敗，又具有直流側(cè)故障清除能力，且不存在電壓源電流源協(xié)調(diào)控制難問(wèn)題的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明在整流站和逆變站分別采用了基于晶閘管換流器和基于全控型電力電子器件的兩種電流型換流器，綜合了晶閘管換流器和基于全控型電力電子期間的電流源型換流器的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)具有直流短路故障處理能力、消除了逆變站換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)，整流、逆變兩站都將直流側(cè)視為電流源，兩站之間協(xié)調(diào)控制簡(jiǎn)單可行。本發(fā)明運(yùn)行方式靈活，可靠性高，特別適用于通過(guò)遠(yuǎn)距離架空線傳輸?shù)母邏褐绷鬏旊姡蔡貏e適用于對(duì)現(xiàn)有全晶閘管型高壓直流輸電進(jìn)行升級(jí)改造，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明是一種方便實(shí)用的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的全電流型復(fù)合高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的基于電力電子器件的電流源型換流器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：